Diseño estructural de materiales poliméricos
Dada la tremenda diversidad de sus propiedades físicas, los materiales poliméricos en forma de fibras, elastómetros, adhesivos y recubrimientos encuentran aplicación desde los productos más comunes hasta los más exóticos. Inevitablemente, las propiedades finales de estos materiales dependen no solo de la constitución química del polímero, sino también de su estructura física y su conformación. La modelización numérica asistida por ordenador se ha convertido en una herramienta valiosa para comprender la relación que existe entre las propiedades macroscópicas de estos materiales y su estructura molecular. El objetivo primordial del proyecto PMILS era contribuir a entender en profundidad los mecanismos responsables del comportamiento macroscópico de los materiales poliméricos mediante herramientas de modelización avanzadas. A partir de ahí, sería posible adaptar su arquitectura molecular a las necesidades pertinentes de la industria para dispositivos médicos, empaquetado electrónico, telecomunicación y líneas de distribución de energía. Bajo la coordinación de la Universidad Politécnica de Madrid, los socios del proyecto PMILS combinaron sus conocimientos sobre herramientas de modelización y sus métodos experimentales para desarrollar un enfoque holístico de la modelización de materiales poliméricos. Durante el proyecto, la aplicabilidad del código de software integrado se desarrolló hasta el punto de predecir las propiedades macroscópicas de una gran variedad de materiales poliméricos. Se calcularon datos cuantificados sobre el comportamiento elástico de los polímeros y, en particular, las propiedades mecánicas de polímeros anisotrópicos mediante simulaciones de dinámica molecular y de Monte Carlo con el objetivo de generar su estructura. Asimismo, la combinación de cálculos de química cuántica y de métodos innovadores de modelización atómica ofreció información única sobre el comportamiento de complexación de las poliamidas. Se analizó con una exhaustividad sin precedentes la difusión de pequeñas moléculas disueltas en matrices poliméricas de distinta arquitectura molecular utilizando una serie de técnicas de contribución. La modelización de las morfologías de materiales poliméricos a múltiples escalas, empezando desde sus descripciones de constitución molecular, constituye una apasionante evolución reciente del análisis computacional del procesamiento de polímeros. Como complemento de los esfuerzos realizados en el pasado con técnicas de simulación más convencionales, podría resultar ser una herramienta valiosa en manos de los productores de materiales poliméricos que pretendan mejorar las características del producto final.
